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高解像度1分子観察を可能にするケミカルプローブの開発

公募研究

研究領域過渡的複合体が関わる生命現象の統合的理解-生理的準安定状態を捉える新技術-
研究課題/領域番号 22121520
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関東邦大学

研究代表者

古田 寿昭  東邦大学, 理学部, 教授 (90231571)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2011年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2010年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードケージド化合物 / パクリタキセル / ルシフェリン / 光化学 / 2光子励起 / フルオレセイン / 蛍光 / ルシフェラーゼ
研究概要

2光子励起で活1生化できるケージドルシフェリンの開発を目指し,以下の研究を行った。(1)Bmc基およびBhc基をホタルルシフェリン(fLuc)の4位のカルボキシル基にエステル型で導入した新規ケージドルシフェリン,Bmc-fLuciferin(Bmc-fLuc),および,Bhc-fLuciferin(Bhc-fLuc)を合成した。(2)Bmc-fLucの1光子励起条件下における光化学的性質を明らかにした。350nm光照射によるBmc-fLucの光分解の結果,fLucの生成を確認した。(3)740nmの2光子励起条件下でのBmc-fLucの光分解においても,fLucの生成を確認した。このときの光分解効率(uncaging action cross-section)は0.77GMで,生細胞または組織サンプルに対する2光子励起実験に用いるのに十分な大きさであることも明らかにした。
細胞内で形成される過渡的複合体の時空間動態を高解像度で制御する方法の確立を目指した。光分解性保護基であるBhcmoc基をPTX側鎖の2'-ヒドロキシ基に導入した2'-Bhcmoc-PTX,および,その7-メトキシ誘導体2'-Bmcmoc-PTXの合成に成功した。合成した候補化合物について,生理的条件を模倣した緩衝溶液中の光反応性を比較した。いずれの化合物も350nm光照射でPTXを放出すること,また,光分解効率は2-ニトロベンジル型ケージド化合物の典型的な光反応効率より5倍程度高いことを明らかにした。さらに,2'-Bhcmoc-PTXを加えても微小管形成には全く影響がないこと、光照射によってチューブリンの重合を安定化することを確認した。同様にして,アラキドン酸のケージド化合物を設計・合成し,DGKの細胞内動態を光制御可能であることを明らかにした。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (22件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] 遺伝子の機能発現を光制御するケージド化合物2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 雑誌名

      光化学

      巻: 42 ページ: 2-8

    • NAID

      10027971622

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 過渡的複合体の解析を可能にするケージド化合物2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭, 鈴木商信
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 83 ページ: 966-974

    • NAID

      10029850402

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Light-activated gene expression from site-specific caged DNA with a biotinylated photolabile protection group2010

    • 著者名/発表者名
      S.Yamaguchi, et al.
    • 雑誌名

      Chem.Commun

      巻: 46 ページ: 2244-2246

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and photo-sensitive peptide bond cleavage reaction of two-photon near infrared excitation-responsive peptide2010

    • 著者名/発表者名
      A.Shigenaga, et al.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 51 ページ: 2868-2871

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocontrolled Compound Release System Using Caged Antimicrobial Peptide2010

    • 著者名/発表者名
      S.Mizukami, et al.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 132 ページ: 9524-9525

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] DGK活性を光制御するケージドアラキドン酸の合成2012

    • 著者名/発表者名
      白石有紀子・鈴木商信・古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾太学(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 新規ケージドパクリタキセルの設計と合成2012

    • 著者名/発表者名
      関根綾太・鈴木商信・玉村啓和・古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 機能性分子で容易に修飾可能な新規光分解性保護基の合成と光化学特性2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木商信・浜口知美・古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内遊離カルシウムイオン濃度を調節するケージド化合物の設計と合成2012

    • 著者名/発表者名
      浅場貴一・竹内太郎・鈴木商信・古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Controlling cellular functions using caged compounds2011

    • 著者名/発表者名
      T.Furuta, A.Suzuki, J.Ohmuro
    • 学会等名
      17th International Biophysics Congress
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2011-11-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Design and synthesis of caged nucleotides2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 新規ケージドルシフェリンの開発2011

    • 著者名/発表者名
      奥泉篤, 鈴木商信, 古田寿昭
    • 学会等名
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場「エポカルつくば」(茨城県)
    • 年月日
      2011-09-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 新規ケージドフルオロフォアの合成と光反応性2011

    • 著者名/発表者名
      利根川千尋, 中山智裕, 鈴木商信, 古田寿昭
    • 学会等名
      第5回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場「エポカルつくば」(茨城県)
    • 年月日
      2011-09-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子の機能発現を光制御するケージド化合物の設計と合成2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 学会等名
      第26回生体機能関連化学部会若手フォーラム
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 新規ケージドパクリタキセルの設計・合成と細胞骨格の光制御への応用2011

    • 著者名/発表者名
      関根綾太, 鈴木商信, 玉村啓和, 古田寿昭
    • 学会等名
      2011年光化学討論会
    • 発表場所
      宮崎市河畔コンベンションエリア(宮崎県)
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 新規ケージドカルシウムキレーターの設計と合成2011

    • 著者名/発表者名
      浅場貴一, 鈴木商信, 古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第5回関東支部大会
    • 発表場所
      東京農工大学小金井キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2011-08-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 機能性ケージド化合物の設計と合成2011

    • 著者名/発表者名
      真鍋香織, 古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第5回関東支部大会
    • 発表場所
      東京農工大学小金井キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2011-08-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子の機能発現を光制御するケージド化合物の開発2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      (日本化学会第91春季年会(2011)講演予稿集 招待講演)
    • 年月日
      2011-03-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ケージドペプチド核酸の光反応性2011

    • 著者名/発表者名
      松浦淳一・岸真梨子・鈴木商信・古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      (日本化学会第91春季年会(2011)講演予稿集)
    • 年月日
      2011-03-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ケージドカルシウムキレーターの設計と合成2011

    • 著者名/発表者名
      浅場貴一・鈴木商信・古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      (日本化学会第91春季年会(2011)講演予稿集)
    • 年月日
      2011-03-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 2光子励起に適したケージドルシフェリンの合成2011

    • 著者名/発表者名
      奥泉篤・鈴木商信・古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      (日本化学会第91春季年会(2011)講演予稿集)
    • 年月日
      2011-03-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and photochemistry of the new caged Ca2+ chelators2010

    • 著者名/発表者名
      T.Asaba, A.Z.Suzuki, T.Furuta
    • 学会等名
      2010 International chemical congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii (USA)
    • 年月日
      2010-12-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and photochemistry of new caged firefly luciferins2010

    • 著者名/発表者名
      A.Okuizumi, A.Z.Suzuki, T.Furuta
    • 学会等名
      2010 International chemical congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2010)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii (USA)
    • 年月日
      2010-12-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 細胞の局所刺激を可能にするケージド化合物の開発2010

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 学会等名
      BMB2010(第33回日本分子生物学会年会,第83回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      神戸ポートピアホテル(兵庫県)(招待講演)
    • 年月日
      2010-12-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 新しいケージドカルシウムキレーターの合成と光反応性2010

    • 著者名/発表者名
      浅場貴一, 鈴木商信, 古田寿昭
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県)
    • 年月日
      2010-09-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 新規ケージドルシフェリンの開発2010

    • 著者名/発表者名
      奥泉篤, 鈴木商信, 古田寿昭
    • 学会等名
      2010年光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県)
    • 年月日
      2010-09-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Photochemistry of Caged Peptide Nucleic Acids2010

    • 著者名/発表者名
      T.Furuta, M.Kishi, J.Matsuura
    • 学会等名
      ICPOC20 (20th International Conference on Physical Organic Chemistry)
    • 発表場所
      BEXCO, Busan (Korea)
    • 年月日
      2010-08-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] CSJ Current Review 06「核酸化学のニュートレンド」2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭(分担執筆)
    • 総ページ数
      218
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 高効率二光子吸収材料の開発と応用2011

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭(分担執筆)
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 化学フロンティア22「生命現象を理解する分子ツール最前線」2010

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭(分担)
    • 総ページ数
      180
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] シングルセル解析の最前線2010

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭(分担)
    • 総ページ数
      286
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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